图为美国海登天文馆利用SGI公司的超大图形处理系统产生的银河系星空图。
浩浩宇宙，茫茫繁星，自古以来就为人们所关注。宇宙的秘密一直吸引着人们去不断探索，北京天文馆即将建成的新数字宇宙剧场，通过数字图形模拟星空，将为人们系统地认识宇宙、了解相关的科学知识，创造一个良好的环境。
“新建的宇宙剧场将使天文科普能力有质的提高。”北京天文馆副馆长张学奎介绍道，与老馆原有的光学天象仪表演星空相比，新的宇宙剧场有很多改进的地方。首先，在规模上，它可以模拟宇宙中直径5万光年范围内2万多颗恒星在上下3000年中的运动、变化过程，这样庞大的数据库在世界上也是领先的。
其次，新的宇宙剧场可以真实再现星体表面的情况，演示其结构和运动过程。比如在演示到火星时，观众可以看到火星表面的地况，甚至环形山的情况，还可以深入到天体内部，把天体内部的情况通过模拟图像展示出来，比如太阳内部的结构，通过其他手段是很难展示的，但通过宇宙剧场的设备，却可以逼真地表现出来。
再有，新的宇宙剧场可从观众角度出发去安排节目，观众如同自己正在进行太空旅行，穿梭于太阳、月亮、九大行星、星系、星团、星云等各种天体之间，伸手可及星星，从而达到寓教于乐的目的，这是过去的光学天象仪运用胶带放映所不能比拟的。另外，新的宇宙剧场是非线性的播放系统，因而数据可以实时更新，可以根据观众的要求开发节目，比如一些天文奇观，如1994年7月“苏梅克－列维9号”彗星与木星相撞等，都可以再现出来。
张学奎说：“新的宇宙剧场直径为18米、200席座位、倾斜15度，数字宇宙剧场设备分为两大部分：工作站与投影系统。”他说，“超大图形工作站由美国的SGI（视算电脑科技有限公司）提供，这是宇宙剧场的核心设备。投影系统由德国Zeiss（蔡司）公司提供的6台ADLIP激光投影设备构成。”
SGI公司的工程师曹帆博士接受采访时表示：“现在世界上一流的天文馆都在使用最新技术来推动天文科普。如美国的芝加哥阿德勒天文馆、纽约海登天文馆都在使用超大图形工作站，通过这项技术制作了不少新的天文科普节目，收到了良好的效果。即将提供给北京天文馆的图形工作站系统是目前全球商业运用中最大最先进的工作站。其最大的特点是具有强大的图形处理能力。使用过计算机的人都知道，图形处理和其他数据的处理不同，需要高性能的硬件系统支持。比如处理一个人的脸部图形，就有2万多个点，处理转头动作，就会有几万个数据参与运算。数据越精确，产生的图像就越细致，当然运算量也就相应变大。宇宙天体的数据非常庞大，这套图形运算系统在运算能力上是很高的。”
“当然，除了硬件设备之外，天文数据是这套设备的灵魂，离开了数据也就离开设备运行的基础。这些天文数据是人们经过成百上千年的天文观测和实践积累的。但是，如果不通过这套图形系统展示出来，这些数据恐怕只有专家和专业工作者才能完全读懂，普通观众是很难对其产生兴趣的。人们说‘眼见为实’，我们的工作就是要把那些枯燥的数据变为虚拟现实的图形，把真实的天体面貌尽可能地展现在观众面前，使观众对这些天文现象产生兴趣，达到科普的目的。”
SGI大中华区市场部总监张玲玲认为：“虚拟现实可视化环境有着巨大的应用前景，除了天文领域的科普、科研，在其他领域也有广阔的前景，如工业设计制造。像飞机、汽车的设计中要考虑其经受撞击的能力，让人开车以每小时120公里的速度去进行碰撞是不可能的事情，但通过虚拟现实图形就可以模拟汽车经受撞击后的情况，从而为设计提供参考。还有城市的交通设计，利用模拟图形技术可以模拟各条道路的车流量的变化情况，哪里会堵车，哪里的流量小，一目了然，从而为决策提供依据。另外在医学研究、地质勘探、文物研究等领域也都有广泛的用途。当然，在这方面，美国运用较多，国内使用较少。北京天文馆的项目是我们最大的合作项目之一，相信这套系统的投入使用，将使人们对仿真图形技术有更多的了解。”
目前，北京天文馆新馆已经结顶，整个工程将于2003年底至2004年初竣工，届时人们可以在新的宇宙剧场身临其境地体会宇宙旅行，探索宇宙的奥妙。
背景资料：2001年12月26日，北京天文馆新馆土建工程正式启动，为北京市政府重大市政工程项目之一。新馆建成后除了宇宙剧场外，还将包括动感天文演示设备、大型立体互动天文知识展览、公众天文信息中心、天文科普实验室、公众阅览室等科普项目。
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